卧式钻镗组合机床液压系统设计

课程设计说明书

题目：液压与气动技术

——卧式钻镗组合机床液压系统设计

姓名：郑义强

学号: 1 5 0 6 2 4 0 1 3 0

系别：机电工程与自动化学院

专业：机械设计与制造

班级： 15机械1

指导教师：陈佳彬

黎明职业大学

2017年6月27日

目录

1.设计任务 (1)

1.1设计要求 (1)

1.2设计参数 (1)

1.3主要内容 (1)

2.工况分析 (2)

2.1负载图及速度图 (2)

2.1.1负载分析 (2)

2.1.2负载图、速度图 (3)

2.2工况分析图 (4)

3.方案确定 (5)

3.1选择液压回路。 (5)

3.1.1调速回路及油源形式 (5)

3.1.2快速回路及速度换接回路 (5)

3.1.3换向回路 (6)

3.1.4行程终点的控制方式 (6)

4.计算和选择液压元件 (6)

4.1确定液压泵的规格和电机功率 (6)

4.1.1压泵工作压力的计算 (6)

4.2液压阀的选择 (7)

4.3确定管道尺 (8)

4.3.1压油管道 (8)

4.3.3回油管道 (9)

4.4确定邮箱容量 (9)

5.组成液压系统图 (9)

6.液压系统主要性能的估算 (10)

6.1液压缸的速度 (10)

6.2系统的效率 (11)

6.2.1回路中的压力损失 (12)

6.2.2液压泵的工作压力 (13)

6.2.3顺序阀的调整压力 (13)

6.3液压回路和液压系统的效率 (14)

1.设计任务

设计一台卧式钻、镗组合机床液压系统。该机床用于加工铸铁箱形零件的

孔系，运动部件总重G=10000N，液压缸机械效率为0.9，加工时最大切削力为12000N，工作循环为：“快进——工进——死挡铁停留——快退——原位停止”。快进行程长度为0.4m，工进行程为0.1 m。快进和快退速度为0.1m／s，工进速

度范围为3×104-～5×10m／s3-，采用平导轨，启动时间为0.2s。要求动力部

件可以手动调整，快进转工进平稳、可靠。

1.1 设计要求

设计一台卧式钻、镗组合机床液压系统。该机床用于加工铸铁箱形零件

的孔系，运动部件总重G=10000N，液压缸机械效率为0.9，加工时最大切削力

为12000N，工作循环为：“快进——工进——死挡铁停留——快退——原位停止”。，

1.2 设计参数

快进行程长度为0.4m，工进行程为0.1 m

快进和快退速度为0.1m／s 工进速度范围为3×104-～5×103-

m／s

1.3 主要内容

1、进行工况分析，绘制工况图。

2、拟定液压系统原理图，绘制电磁铁动作表

3、计算液压系统及有关元件参数，选择液压元件

4、液压缸结构设计

5、编写设计说明书

2.工况分析

2.1负载图及速度图

2.1.1负载分析

a.切削力：

L F =12000N

b.摩擦阻力：

G s fs F f F ⋅==0.2×10000=2000N G

d fd F f F ⋅==0.1×10000=1000N

c.惯性阻力

t g F ma F G m ∆∆⋅=

=ν=2.01.081.910000⋅

N=510N

d.重力阻力

因工作部件是卧式安置，故重力阻力为零。 e.密封阻力

将密封阻力考虑在液压缸的机械效率中去，去液压缸机械效率m η=0.9。 f.背压阻力

背压力2p 查表选取。

根据上述分析课算出液压缸在各动作阶段中的负载，见下表。

2.1.2负载图、速度图。

快进速度1ν与快退速度3ν相等，即1ν=3ν=0.1m/s 。行程分别为1l =0.4m ，3

l =0.5m ；工进速度2ν=3

4105~103--⨯⨯m/s ，行程3l =0.1m 。负载图和速度图如下。

2-1负载图

2-2 速度图

2.2工况分析图。

液压缸工作循环中各动作阶段的压力、流量和功率的实际使用值，见下表。

根据上表可绘制液压缸的工况图，如下图所示。

2-3工况图

3.方案确定

3.1选择液压回路。

3.1.1

调速回路及油源形式。

由工况图可知，该机床液压系统功率小，速度较低；钻镗加工为连续切削，切削力变化小。故采用节流调速回路。为增加运动的平稳性，为防止当工件钻通时工作部件突然前冲，采用调速阀的出口节流调速回路。

由工况图还可以看出，该系统由低压大流量和高压小流量两个阶段组成。其最大流量与最小流量之比为min

max /q q =17.1/(0.102~1.701)=10.05~167.65，

而相应的时间之比为

快

工t t /=(20~333)/9=2.22~37。此比值很大，为了节约资源，

采用双定量泵供油。

3.1.2快速回路及速度换接回路。

因系统要求快进，快退的速度相等，故快进时采用液压缸差动连接的方式，以保证快进、快退时的速度基本相等。

由于快进、工进之间的速度相差较大，为减小速度换接时的液压冲击，采

用行程阀控制的换接回路。

3.1.3换向回路。

由工况图可看出，回路中流量较小，系统的工作压力也不高，故采用电磁

换向阀的换向回路。

在双定量泵供油的油源形式确定后，卸荷和调压问题都已基本解决，即工

进时，低压泵卸荷，高压泵工作并由溢流阀调定其出口压力。当换向阀处于中

位时，高压泵虽未卸荷，但功率损失不大，故不再采用卸荷回路，以便油路结

构更加简单。

3.1.4行程终点的控制方式。

在行程终点采用死挡铁停留的控制方式。

上述选择的液压回路，如下图所示。

3-1双泵油源 3-2 调速及速度换接回路 3-3换向回路

4.计算和选择液压元件

4.1确定液压泵的规格和电机功率。

4.1.1压泵工作压力的计算。

a.确定小流量泵的工作压力1P p。

小流量泵在快进、快退和工进时都向系统供油。最大工作压力为1p